Il colore blu che percepiamo nel cielo è il risultato di un fenomeno noto come scattering di Rayleigh. Quando la luce solare raggiunge l'atmosfera terrestre, le sue onde elettromagnetiche interagiscono con le molecole d'aria e altre particelle presenti nell'atmosfera stessa.

La radiazione solare che raggiunge la Terra comprende diverse lunghezze d'onda, tra cui raggi ultravioletti, infrarossi e la luce visibile. La luce visibile è la parte dello spettro elettromagnetico che il nostro occhio è in grado di percepire. Ogni lunghezza d'onda della luce visibile corrisponde a un colore diverso.

Quando la luce solare attraversa l'atmosfera, le particelle atmosferiche (come molecole di azoto e ossigeno) diffondono la luce in diverse direzioni. La diffusione avviene in modo selettivo in base alla lunghezza d'onda della luce. Le lunghezze d'onda più corte, come il blu e il violetto, vengono diffuse più intensamente rispetto alle lunghezze d'onda più lunghe, come il rosso e l'arancione.

La luce blu ha una lunghezza d'onda più corta rispetto agli altri colori visibili, il che significa che è più suscettibile alla diffusione. Quando la luce solare raggiunge l'atmosfera, le particelle atmosferiche diffondono intensamente la luce blu in tutte le direzioni. Questo processo di diffusione fa sì che percepiamo il cielo come blu, poiché i nostri occhi rilevano la luce blu diffusa proveniente da tutte le regioni del cielo.

D'altra parte, la luce rossa ha una lunghezza d'onda più lunga e viene diffusa meno rispetto alla luce blu. Di conseguenza, durante il giorno, quando il Sole è alto nel cielo, la luce rossa viene meno diffusa nell'atmosfera e ci arriva solo in minima quantità. Questo spiega perché il cielo appare più blu durante il giorno.

Invece, per quanto riguarda il mare, la sua colorazione blu è influenzata principalmente dalla riflessione della luce solare sulla sua superficie e dalla composizione chimica e biologica dell'acqua stessa. La luce solare che colpisce la superficie del mare viene parzialmente assorbita e parzialmente riflessa. L'acqua ha una maggiore capacità di assorbire le lunghezze d'onda più corte, come il blu, rispetto alle lunghezze d'onda più lunghe, come il rosso.
Poiché la luce blu viene assorbita in misura minore rispetto ad altre lunghezze d'onda, essa viene riflessa e diffusa all'interno dell'acqua, rendendo il mare visibilmente blu. La presenza di particelle sospese, come alghe o sedimenti, può anche influenzare la tonalità del blu del mare.